Технические и программные средства реализации информационных процессов.

Общие сведения о данных и базах данных.

Цель любой информационной системы – обработка данных об объектах реального мира. В широком смысле слова аза данных – это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой либо предметной области. Под предметной областью принято понимать часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и в конечном счете автоматизации, например, предприятие, вуз и т.д.

Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Сделать это возможно, только если данные структурированы.

Структурирование – это введение соглашений о способах представления данных.

Неструктурированными называют данные, записанные, например в текстовом файле.

Пользователями базы данных могут быть различные прикладные программы, программные комплексы, а также специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников данных, называемые конечными пользователями.

В современной технологии баз данных предполагается, что создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляется централизованно с помощью специального программного инструментария – системы управления базами данных.

База данных (БД) – это поименованная совокупность структурированных данных, относящихся к определенной предметной области.

Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Централизованный характер управления данными в базе данных предполагает необходимость существования некоторого лица (группы лиц), на которое возлагаются функции администрирования данными, хранимыми в базе данных.

Структурные элементы базы данных

Понятие базы данных тесно связано с такими понятиями структурных элементов, как поле, запись, файл (таблица).

Поле – элементарная единица организации данных, которая соответствует неделимой единице информации – реквизиту. Для описания поля используется следующие характеристики:

Имя, например: Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения;

Тип, например: символьный, числовой, календарный;

Длина, например: 15 байт, причем будет определятся максимально возможным количество символов.

Точность для числовых данных, например два десятичных знака для отображения дробной части числа.

Запись – совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи – отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения ее полей.

Файл (таблица) – совокупность экземпляров записей одной структуры.

 

Работа в локальной сети

 

Информационные системы, построенные на базе компьютерных сетей, обеспечивают решение следующих задач: хранение данных, обработка данных, организация доступа пользователей к данным, передача данных и результатов обработки данных пользователям.

В системах централизованной обработки данных эти функции выполняла центральная ЭВМ.

Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.

Клиент – задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети.

В процессе обработке данных может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтения файла, поиск информации в базе данных и т.д.

Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.

Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. В принципе обработка данных может быть выполнена и на сервере. Для подобных систем приняты термины – системы клиент-сервер или архитектура клиент-сервер.

Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных вычислительных системах, так и в сети с выделенным сервером.

Топология ЛВС – это усредненная геометрическая схема соединений узлов сети.

Узел – любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.

Мост – устройство, соединяющее две сети, использующее одинаковые методы передачи данных.

Шлюз – устройство, позволяющее организовать обмен данными между двумя сетями, использующими различные протоколы взаимодействия.

 

 

Понятия сети Интернет

Интернет представляет собой глобальную сеть. Само ее название означает «между сетей». Это сеть, соединяющая отдельные сети.

Основные ячейки Интернет – локальные вычислительные сети. Это означает, что Интернет не просто устанавливает связь между отдельными компьютерами, а создает пути соединения для крупных единиц – групп компьютеров. Если некоторая локальная сеть непосредственно подключена к Интернет, то каждая рабочая станция этой сети также может подключаться к Интернет. Существуют также компьютеры, самостоятельно подключенные к Интернет. Они называются хост-компьютерами. Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его можно найти абонента из любой точки света.

Интернет самостоятельно осуществляет передачу данных. К адресам станций предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и должен нести информацию о своем владельце.

С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP-адрес и доменный адрес.

Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Для удобства он разделен на четыре блока по 8 бит, которые можно записать в десятичном виде. Адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера.

Два блока определяют адрес сети, а два другие – адрес компьютера внутри этой сети. Существует определенное правило для установки границы между этими адресами. Поэтому IP- адрес включает в себя три компонента: адрес сети, адрес подсети, адрес компьютера в подсети.

Доменный адрес определяет область, представляющую ряд хост-компьютеров. В отличие от цифрового адреса он читается в обратном порядке. Вначале идет имя компьютера, затем имя сети, в которой он находится.

В системе Интернет приняты домены, представленные географическими регионами. Они имеют имя, составляющие из двух букв.

Существуют и домены, разделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенное сокращенное название.

Для пользователей Интернет адреса могут быть просто их регистрационные имена на компьютере, подключенные к сети. За именем следует знак @. Все это слева присоединяется к имени компьютера.

В Интернет могут использоваться не только имена отдельных людей, но и имена групп. Для обработки пути поиска в доменах имеются специальные серверы имен. Они преобразовывают доменное имя в соответствующий цифровой адрес.

Локальный сервер передает запрос на глобальный сервер, имеющий связь с другими локальными серверами имен. Поэтому пользователю просто нет никакой необходимости знать цифровые адреса.

Электронная почта

 

Электронная почта выполняет функции обычной почты. Она обеспечивает передачу сообщений из одного пункта в другой. Главным ее преимуществом является независимость от времени. Электронное письмо приходит сразу же после его отправления и хранится в почтовом ящике до получения адресатом. Кроме текста оно может содержать графические и звуковые файлы, а также двоичные файлы – программы.

Электронные письма могут отправляться сразу по нескольким адресам. Пользователь Интернет с помощью электронной почты получает доступ к различным услугам сети, так как основные сервисные программы Интернет имеют интерфейс с ней. Суть такого подхода заключается в том, что хост-компьютер отправляет запрос в виде электронного письма. Текст письма содержит набор стандартных формулировок, которые и обеспечивают доступ к нужным функциям. Такое сообщение воспринимается компьютером как команда и выполняется им.

Для работы с электронной почтой создано большое количество программ. Эти программы выполняют следующие функции:

· подготовку текста;

· чтение и сохранение корреспонденции;

· удаление корреспонденции;

· ввод адреса;

· комментирование и пересылку корреспонденции;

· импорт (прием и преобразование в нужный формат) других файлов.

Пользователь, имеющий выход в Интернет, может также отправлять электронную почту и по адресам других сетей, подключенных к ней с помощью шлюзов.

В этом случае необходимо учитывать, что различные сети применяют различную адресацию пользователей. Отправляя сообщение по электронной почте в другую сеть, следует использовать принятую там систему адресов.

 

 

Способы защиты информации

В вычислительной технике понятие безопасности является весьма широким. Оно подразумевает и надежность работы компьютера, и сохранность ценных данных, и защиту информации от внесения в нее изменений неуполномоченными лицами, и сохранение тайны переписки при электронной связи. Разумеется, во всех цивилизованных странах на страже безопасности граждан стоят законы, но в сфере вычислительной техники правоприменительная практика пока развита недостаточно, а законотворческий процесс не успевает за развитием технологий, поэтому надежность работы компьютерных систем во многом опирается на меры самозащиты. Это установка паролей, защитных систем, кодирование информации и т.д.

 

Технические и программные средства реализации информационных процессов.

Система малых ЭВМ позволяет образовывать комплексы с различным составом оборудования и обеспечивать замену одного устройства комплекса другими, аналогичного назначения, без изменений общего функционирования комплекса.

Персональные компьютеры первые в истории вычислительной техники ЭВМ, предназначенные для индивидуального использования. Их появление позволило вычислительной машине стать доступным средством и мощным инструментом, который многократно превышает производительность умственного труда специалистов различных областей. До этого доступ конкретного специалиста к дорогостоящей ЭВМ был труден и неэффективен, что в особенности имело место при решении конкретных задач, связанных с его производственной деятельностью. Персональные компьютеры обеспечивают возможность создания проблемно-ориентированных рабочих мест для всех специалистов и тем самым позволяют решать стоящие перед ним задачи, применяя новые высокоэффективные технологии. Таким образом, реализуется существенный экономический эффект благодаря резкому повышению производительности труда в сфере интеллектуальной деятельности.

В общем случае «персональный компьютер» относится к ЭВМ, характеризующимся двумя основными свойствами:

· доступностью (низкая стоимость, компактность, отсутствие специальных требований к условиям эксплуатации);

· универсальностью (возможность этих ЭВМ решать задачи самых разнообразных классов).

Персональные компьютеры можно классифицировать по следующим признакам:

1. По структуре и организации однопроцессорные и многопроцессорные.

2. По способу использования автономно и в сетях ЭВМ.

3. По конструктивному исполнению в единой конструкции и в виде набора отдельных конструктивных модулей.

4. По режиму работы однопрограммные и многопрограммные.

В соответствии с основными направлениями использования выделяют три типа ЭВМ:

· бытовые;

· учебные;

· профессиональные.

Бытовые ЭВМ ориентированы на массовое применение в быту, учебные в школах, техникумах, вузах, профессиональные на рабочих местах специалистов различного профиля.

В бытовых ПЭВМ системный блок обычно конструктивно объединен с клавишным устройством. В качестве устройства ввода/вывода используется телевизор, внешнего запоминающего устройства кассетный магнитофон или НГМД.

Учебные ПЭВМ имеют более расширенную номенклатуру внешних устройств: монохроматические или цветные дисплеи, НГМД и средства для подключения каналов связи.

Профессиональные ПЭВМ имеют значительно большее функциональные возможности, обеспечиваемые за счет повышения быстродействия, разрядности, емкости оперативной памяти и внешних запоминающих устройств. Основной областью применения ПЭВМ являются автоматизированные рабочие места (АРМ) и автоматизированные бюро (учрежденческие сети).

Под автоматизированным рабочим местом (АРМ) понимаются аппаратно-программные средства обработки информации на рабочих местах пользователей, включающие технические средства ПЭВМ и программы решения задач пользователя (функциональные пакеты прикладных программ).

Автоматизированные бюро в пределах одной организации объединяют автономные АРМ отдельных пользователей в единую систему обработки данных. Технической базой автоматизированных бюро являются локальные вычислительные сети, которые позволяют:

1. создавать базы данных коллективного пользования;

2. обеспечивать внутри организации передачу технических и директивных документов (электронная почта);

3. коллективно использовать для абонентов высокопроизводительные и дорогостоящие технические средства: высококачественные печатающие устройства, накопители на магнитных дисках большой емкости и т.д.

Персональные ЭВМ строятся на основе модульной конструкции, которая включает набор конструктивно законченных модулей:

1. системный модуль конструктивно размещенные на одной плате центральный процессор, основная память и разъемы для подключения функциональных модулей;

2. функциональные модули конструктивно размещенные на одной плате контроллеры, адаптеры и дополнительная память, подключаемые к разъемам системного модуля;

3. системный и функциональный модули совместно с блоком питания и некоторыми внешними устройствами конструктивно объединяются в единый системный блок, к которому через соответствующие разъемы подключаются выносные ВУ: печатающие и клавишное устройства, дисплеи и т.д.

Типовой состав микро ЭВМ включает центральный процессор (ЦП), основную память (ОП) и внешние устройства (ВУ).

Центральный процессор выполняет функции обработки данных и управления в соответствии с командами программы решения задачи.

Основная память, включающая оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), используются для хранения программ и данных.

Внешнее устройства обеспечивают связь пользователя с микро ЭВМ и долговременное хранение данных.